《管法蘭連接計(jì)算方法+第2部分：基于泄漏率的計(jì)算方法GBT+17186.2-2018》詳細(xì)解讀

《管法蘭連接計(jì)算方法第2部分：基于泄漏率的計(jì)算方法GB/T17186.2-2018》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4圖示和符號(hào)5一般規(guī)定6計(jì)算參數(shù)contents目錄7接頭內(nèi)力8許用載荷率檢查附錄A(資料性附錄)使用扭矩扳手的裝配附錄B(規(guī)范性附錄)原蠕變因子gc的使用附錄C(資料性附錄)法蘭偏轉(zhuǎn)附錄D(資料性附錄)螺栓緊固方法的離散性附錄E(資料性附錄)計(jì)算順序contents目錄附錄F(資料性附錄)墊片應(yīng)力不均勻的限制要求附錄G(資料性附錄)米制螺栓尺寸參考文獻(xiàn)011范圍適用對(duì)象本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基于泄漏率的管法蘭連接計(jì)算方法。適用于工業(yè)管道系統(tǒng)中，使用法蘭連接的管道泄漏率計(jì)算?！啊靶孤┞实亩x和計(jì)算方法。考慮不同法蘭類型、密封材料、操作條件等因素對(duì)泄漏率的影響。涉及內(nèi)容適用范圍限制本標(biāo)準(zhǔn)主要適用于工業(yè)管道系統(tǒng)，對(duì)于其他類型的管道系統(tǒng)（如建筑排水管道等）可能不適用。在計(jì)算泄漏率時(shí)，需考慮具體的法蘭類型、密封材料等因素，不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的法蘭類型和密封材料可能不適用。022規(guī)范性引用文件GB/T17186.1—XXXX管法蘭連接計(jì)算方法第1部分：剛度計(jì)算方法GB/TXXXX緊固件機(jī)械性能螺栓、螺釘和螺柱GB/T9112—XXXX鋼制管法蘭類型與參數(shù)引用標(biāo)準(zhǔn)指兩個(gè)法蘭之間通過螺栓等緊固件連接在一起的方式，用于管道的連接。法蘭連接在一定的壓差下，單位時(shí)間內(nèi)通過法蘭連接處的泄漏量。泄漏率安裝在法蘭密封槽內(nèi)，用于增強(qiáng)法蘭連接密封性能的元件。密封圈相關(guān)術(shù)語和定義010203010203引用文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。當(dāng)引用文件被修訂后，應(yīng)使用其最新版本。對(duì)于未注明日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。引用文件的應(yīng)用033術(shù)語和定義定義法蘭連接是一種通過螺栓連接兩個(gè)帶有法蘭的管道或設(shè)備部件的方式。構(gòu)成由一對(duì)法蘭、密封圈、螺栓和螺母等組成，通過緊固螺栓使兩個(gè)法蘭緊密貼合，從而達(dá)到密封和連接的目的。3.1法蘭連接泄漏率是指在單位時(shí)間內(nèi)，法蘭連接處泄漏的介質(zhì)量與總介質(zhì)流量的比值。定義泄漏率是衡量法蘭連接密封性能的重要指標(biāo)，對(duì)于保障管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行和安全生產(chǎn)具有重要意義。意義3.2泄漏率定義密封性能是指法蘭連接在規(guī)定的壓力和溫度條件下，保持連接處不泄漏的能力。影響因素密封性能受到法蘭結(jié)構(gòu)、密封圈材料、螺栓預(yù)緊力、介質(zhì)壓力等多個(gè)因素的影響。3.3密封性能3.4螺栓預(yù)緊力作用適當(dāng)?shù)穆菟A(yù)緊力可以保證法蘭連接的密封性和穩(wěn)定性，防止介質(zhì)泄漏和法蘭松動(dòng)。定義螺栓預(yù)緊力是指在安裝過程中，通過擰緊螺栓對(duì)法蘭連接產(chǎn)生的初始?jí)壕o力。044圖示和符號(hào)法蘭連接示意圖展示了法蘭、螺栓、密封圈等組件如何組裝在一起，形成完整的法蘭連接。各部件尺寸及位置圖示詳細(xì)標(biāo)注了法蘭、螺栓、密封圈等部件的尺寸和相對(duì)位置，便于讀者理解和實(shí)際操作。法蘭連接圖示符號(hào)說明法蘭符號(hào)01代表法蘭的符號(hào)，通常用于圖紙和計(jì)算中，以簡(jiǎn)化表述。螺栓符號(hào)02代表螺栓的符號(hào)，用于標(biāo)識(shí)連接法蘭的螺栓。密封圈符號(hào)03代表密封圈的符號(hào)，用于標(biāo)識(shí)安裝在法蘭密封槽內(nèi)的密封圈。其他相關(guān)符號(hào)04包括力、壓力、溫度等物理量的符號(hào)，以及用于計(jì)算的常數(shù)和變量符號(hào)等。這些符號(hào)在計(jì)算和設(shè)計(jì)中起著重要作用，有助于簡(jiǎn)化表述和提高計(jì)算效率。055一般規(guī)定123本部分適用于鋼制管法蘭連接在基于泄漏率的緊密性計(jì)算。適用于不同壓力等級(jí)和溫度條件下的法蘭連接。適用于各種類型的法蘭，包括平焊法蘭、對(duì)焊法蘭等。5.1適用范圍指單位時(shí)間內(nèi)通過法蘭連接處泄漏的流體量。泄漏率緊密性密封圈法蘭連接處抵抗泄漏的能力。安裝在法蘭密封槽內(nèi)，用于增強(qiáng)法蘭連接緊密性的部件。5.2術(shù)語和定義泄漏率單位通常采用標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)（Nm3/h）或者標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘（Nl/min）。壓力單位通常采用兆帕（MPa）或者巴（bar）。溫度單位通常采用攝氏度（℃）或者開爾文（K）。5.3符號(hào)和單位010203基于泄漏率的計(jì)算方法是通過測(cè)量或計(jì)算法蘭連接處的泄漏率來評(píng)估其緊密性。該方法考慮了法蘭連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、密封圈的性能以及操作條件等因素。通過與標(biāo)準(zhǔn)泄漏率進(jìn)行比較，可以判斷法蘭連接的緊密性是否符合要求。5.4計(jì)算方法概述066計(jì)算參數(shù)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17186.2-2018，管法蘭連接的泄漏率應(yīng)滿足特定要求。這涉及到對(duì)泄漏量的具體計(jì)算和評(píng)估。泄漏率標(biāo)準(zhǔn)泄漏率的計(jì)算需要考慮實(shí)際的測(cè)試壓力和溫度條件。這些參數(shù)對(duì)泄漏率有直接影響，因此必須在計(jì)算過程中予以準(zhǔn)確考慮。測(cè)試壓力與溫度泄漏介質(zhì)的密度也是計(jì)算泄漏率的重要參數(shù)。不同介質(zhì)具有不同的密度，這將影響泄漏量的計(jì)算結(jié)果。泄漏介質(zhì)密度6.1泄漏率計(jì)算參數(shù)法蘭類型與尺寸不同類型的法蘭（如平焊法蘭、對(duì)焊法蘭等）以及法蘭的尺寸（如直徑、厚度等）都會(huì)對(duì)連接性能產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響泄漏率的計(jì)算。6.2連接結(jié)構(gòu)參數(shù)密封面形式法蘭連接的密封面形式（如突面、凹凸面、榫槽面等）對(duì)密封性能和泄漏率具有顯著影響。選擇合適的密封面形式是確保低泄漏率的關(guān)鍵。螺栓規(guī)格與預(yù)緊力螺栓的規(guī)格（如直徑、長(zhǎng)度等）和預(yù)緊力的大小對(duì)法蘭連接的緊密性和泄漏率有重要影響。合理的螺栓選擇和預(yù)緊力設(shè)置是降低泄漏率的有效措施。077接頭內(nèi)力軸力沿管軸方向的作用力，主要由管道內(nèi)壓力和法蘭螺栓預(yù)緊力產(chǎn)生。剪力垂直于管軸方向的作用力，主要由法蘭連接處的彎矩和扭矩產(chǎn)生。彎矩使管道產(chǎn)生彎曲變形的力矩，主要由管道安裝偏差、溫度變化和地震等因素引起。扭矩使管道產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的力矩，通常由管道內(nèi)部流體流動(dòng)或外部機(jī)械作用引起。7.1內(nèi)力的定義和分類根據(jù)管道內(nèi)壓力和法蘭螺栓預(yù)緊力，采用力學(xué)平衡原理進(jìn)行計(jì)算。軸力和剪力的計(jì)算根據(jù)管道的安裝條件、使用環(huán)境和外部載荷等因素，采用材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算。彎矩和扭矩的計(jì)算7.2接頭內(nèi)力的計(jì)算方法不同的法蘭連接形式會(huì)對(duì)接頭內(nèi)力產(chǎn)生影響，如平焊法蘭、對(duì)焊法蘭、螺紋法蘭等。法蘭連接形式螺栓預(yù)緊力的大小會(huì)直接影響接頭的軸力和剪力，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理調(diào)整。螺栓預(yù)緊力管道材料的彈性模量、泊松比等物理特性會(huì)影響接頭的內(nèi)力和變形情況。管道材料特性7.3接頭內(nèi)力的影響因素合理選擇法蘭連接形式和材料，以降低接頭的內(nèi)力和變形。加強(qiáng)管道支撐和約束，減小接頭的彎矩和扭矩。精確控制螺栓預(yù)緊力，避免過大或過小導(dǎo)致接頭性能下降。定期檢查和維護(hù)接頭，確保其處于良好的工作狀態(tài)。7.4接頭內(nèi)力的優(yōu)化措施088許用載荷率檢查在GB/T17186.2-2018標(biāo)準(zhǔn)中，許用載荷率檢查是確保管法蘭連接安全性的重要環(huán)節(jié)。這一檢查主要是為了驗(yàn)證法蘭連接在實(shí)際工作條件下是否能夠滿足泄漏率的要求，同時(shí)保證連接的結(jié)構(gòu)安全性。8.許用載荷率檢查1.計(jì)算許用載荷根據(jù)法蘭的材料、尺寸和設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算出法蘭連接的許用載荷。這個(gè)許用載荷是法蘭連接能夠承受的最大安全載荷。2.實(shí)際工作載荷計(jì)算根據(jù)實(shí)際工作條件，如壓力、溫度等，計(jì)算出法蘭連接在實(shí)際運(yùn)行中的工作載荷。8.許用載荷率檢查8.許用載荷率檢查載荷率比較：將實(shí)際工作載荷與許用載荷進(jìn)行比較，得出載荷率。如果載荷率低于100%，則表明法蘭連接在安全范圍內(nèi)運(yùn)行；如果載荷率接近或超過100%，則需要采取相應(yīng)措施，如降低工作壓力或更換更高強(qiáng)度的法蘭連接。泄漏率驗(yàn)證：在許用載荷率檢查的同時(shí)，還需要根據(jù)實(shí)際工作載荷和法蘭連接的泄漏率數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，確保法蘭連接在實(shí)際運(yùn)行中能夠滿足泄漏率的要求。通過許用載荷率檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決法蘭連接可能存在的安全隱患，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和人員的安全。同時(shí)，這一檢查也有助于優(yōu)化法蘭連接的設(shè)計(jì)和使用條件，提高其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。需要注意的是，進(jìn)行許用載荷率檢查時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T17186.2-2018標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行，確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，對(duì)于不同類型的法蘭連接和使用條件，許用載荷率檢查的具體方法和步驟可能會(huì)有所不同，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。09附錄A(資料性附錄)使用扭矩扳手的裝配VS根據(jù)法蘭連接所需的預(yù)緊力矩，選擇相應(yīng)量程的扭矩扳手。校驗(yàn)扭矩扳手在使用前，應(yīng)對(duì)扭矩扳手進(jìn)行校驗(yàn)，確保其準(zhǔn)確性和可靠性。選擇合適的扭矩扳手扭矩扳手的選擇清潔法蘭密封面在裝配前，應(yīng)徹底清潔法蘭密封面，確保無油污、雜質(zhì)等。檢查密封圈裝配前的準(zhǔn)備工作檢查密封圈是否完好無損，如有破損或老化應(yīng)及時(shí)更換。0102根據(jù)法蘭連接的要求，設(shè)定合適的預(yù)緊力矩值。設(shè)定預(yù)緊力矩在使用扭矩扳手時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)施加力矩，避免沖擊和過載。平穩(wěn)施加力矩完成裝配后，應(yīng)檢查法蘭連接的緊固情況，確保無松動(dòng)或泄漏現(xiàn)象。檢查緊固情況扭矩扳手的操作要點(diǎn)01遵守安全規(guī)范在操作扭矩扳手時(shí)，應(yīng)遵守相關(guān)的安全規(guī)范，確保人身和設(shè)備安全。注意事項(xiàng)02定期維護(hù)保養(yǎng)對(duì)扭矩扳手進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)，確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。03記錄裝配數(shù)據(jù)在完成裝配后，應(yīng)詳細(xì)記錄裝配數(shù)據(jù)，以便后續(xù)追溯和分析。10附錄B(規(guī)范性附錄)原蠕變因子gc的使用gc因子的定義原蠕變因子gc是指在一定溫度和壓力下，法蘭連接密封性能隨時(shí)間變化的一個(gè)修正系數(shù)。gc反映了法蘭連接在長(zhǎng)期使用過程中，由于材料蠕變、應(yīng)力松弛等因素導(dǎo)致的密封性能下降。gc因子通常通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，根據(jù)法蘭材料、密封圈材料和工況條件等因素進(jìn)行綜合評(píng)估。在缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，也可采用經(jīng)驗(yàn)公式或查表法進(jìn)行估算。gc因子的計(jì)算方法gc因子在泄漏率計(jì)算中的應(yīng)用在進(jìn)行法蘭連接泄漏率計(jì)算時(shí)，需將gc因子納入考慮，以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)實(shí)際泄漏情況。通過對(duì)gc因子的合理取值，可以優(yōu)化法蘭連接的設(shè)計(jì)和使用，提高密封性能和可靠性。注意事項(xiàng)gc因子的取值應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，不可隨意套用或忽略。在進(jìn)行法蘭連接設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮材料的蠕變和應(yīng)力松弛特性，選擇合適的材料和結(jié)構(gòu)形式以降低gc因子的影響。““11附錄C(資料性附錄)法蘭偏轉(zhuǎn)法蘭偏轉(zhuǎn)的定義法蘭偏轉(zhuǎn)是指在法蘭連接中，兩個(gè)法蘭端面之間發(fā)生相對(duì)角度的偏移。這種偏移可能是由于安裝誤差、管道變形、溫度變化等因素引起的。010203法蘭偏轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致密封面的不均勻接觸，影響密封性能。偏轉(zhuǎn)過大時(shí)，可能導(dǎo)致螺栓受力不均，甚至產(chǎn)生彎曲或斷裂。長(zhǎng)期的法蘭偏轉(zhuǎn)可能加速密封圈的磨損，縮短使用壽命。法蘭偏轉(zhuǎn)對(duì)連接性能的影響法蘭偏轉(zhuǎn)的測(cè)量與評(píng)估根據(jù)測(cè)量結(jié)果，評(píng)估法蘭偏轉(zhuǎn)對(duì)連接性能的影響程度。通過測(cè)量法蘭端面上各點(diǎn)的相對(duì)位置變化，計(jì)算出偏轉(zhuǎn)角度?？梢允褂脤Ｓ玫姆ㄌm偏轉(zhuǎn)測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。010203在安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作，避免產(chǎn)生過大的安裝誤差。法蘭偏轉(zhuǎn)的預(yù)防與糾正措施對(duì)于已經(jīng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)的法蘭連接，可以通過調(diào)整螺栓松緊度、增加支撐等方式進(jìn)行糾正。在設(shè)計(jì)和選材時(shí)，應(yīng)充分考慮管道系統(tǒng)的溫度變化和受力情況，選擇合適的法蘭和密封圈材料，以降低法蘭偏轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。12附錄D(資料性附錄)螺栓緊固方法的離散性螺栓預(yù)緊力螺栓材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度等性能指標(biāo)對(duì)緊固效果有重要影響。螺栓材料性能被連接件材料性能被連接件的材料硬度、厚度等因素也會(huì)影響螺栓的緊固效果。螺栓在緊固過程中所受的預(yù)緊力大小會(huì)直接影響其緊固效果，預(yù)緊力不足或過大都會(huì)導(dǎo)致連接效果不佳。螺栓緊固力的影響因素螺栓制造誤差由于制造工藝的限制，螺栓的尺寸和形狀會(huì)存在一定的誤差，從而導(dǎo)致緊固力的離散性。安裝過程中的不確定性安裝過程中，人工操作的熟練程度、工具設(shè)備的精度等因素都會(huì)對(duì)螺栓的緊固效果產(chǎn)生影響。環(huán)境因素的影響溫度、濕度等環(huán)境因素也會(huì)對(duì)螺栓的緊固效果產(chǎn)生一定的影響。螺栓緊固方法的離散性原因控制環(huán)境因素在安裝過程中，應(yīng)盡量控制環(huán)境溫度、濕度等影響因素，以保證螺栓的緊固效果。選用高精度螺栓選用制造精度高、質(zhì)量穩(wěn)定的螺栓產(chǎn)品，可以減小因螺栓制造誤差導(dǎo)致的緊固力離散性。提高安裝工藝水平通過加強(qiáng)安裝工人的技能培訓(xùn)，提高安裝工具的精度等措施，可以減小安裝過程中的不確定性。減少螺栓緊固方法離散性的措施可以使用扭矩扳手、超聲波測(cè)厚儀等專用檢測(cè)工具對(duì)螺栓的緊固力進(jìn)行檢測(cè)。使用專用檢測(cè)工具對(duì)于重要設(shè)備或結(jié)構(gòu)中的螺栓連接，應(yīng)定期進(jìn)行緊固力的檢測(cè)與維護(hù)，確保其處于良好的工作狀態(tài)。定期檢測(cè)與維護(hù)螺栓緊固力的檢測(cè)與評(píng)估13附錄E(資料性附錄)計(jì)算順序根據(jù)工藝要求或相關(guān)規(guī)范，明確管法蘭連接的最大允許泄漏率。確定所需的泄漏率標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17186.2-2018中提供的計(jì)算方法，選擇適合的計(jì)算方式來確定泄漏率。選擇計(jì)算方法確定計(jì)算目標(biāo)01法蘭和密封圈的幾何尺寸包括法蘭直徑、密封槽尺寸、密封圈直徑和截面尺寸等。材料屬性收集法蘭、密封圈以及緊固件（如螺栓或雙頭螺柱）的材料屬性，如彈性模量、泊松比等。操作條件記錄管法蘭連接的操作溫度、壓力以及可能的介質(zhì)性質(zhì)等。收集輸入數(shù)據(jù)0203建立數(shù)學(xué)模型根據(jù)所選的計(jì)算方法，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來描述管法蘭連接的泄漏行為。輸入已知數(shù)據(jù)將收集到的輸入數(shù)據(jù)代入數(shù)學(xué)模型中。求解泄漏率通過數(shù)學(xué)運(yùn)算，求解出在給定的操作條件下管法蘭連接的泄漏率。030201進(jìn)行泄漏率計(jì)算對(duì)比允許泄漏率將計(jì)算得到的泄漏率與允許的最大泄漏率進(jìn)行對(duì)比，判斷管法蘭連接是否滿足要求。01結(jié)果分析與評(píng)估優(yōu)化建議如果計(jì)算結(jié)果顯示泄漏率超標(biāo)，可以提出優(yōu)化建議，如更換密封圈材料、調(diào)整緊固力矩等，以降低泄漏率。0214附錄F(資料性附錄)墊片應(yīng)力不均勻的限制要求法蘭連接面的不平整度墊片應(yīng)力不均勻性的原因螺栓預(yù)緊力的不均勻分布?jí)|片材料的非均質(zhì)性墊片應(yīng)力不均勻的限制條件墊片壓縮應(yīng)力的最大值與最小值之比應(yīng)在一定范圍內(nèi)01墊片應(yīng)力的平均值應(yīng)滿足密封要求02墊片在預(yù)緊和工作狀態(tài)下的應(yīng)力分布應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定03影響法蘭連接的密封性能可能導(dǎo)致墊片過早失效或泄漏對(duì)法蘭和螺栓產(chǎn)生額外的應(yīng)力，影響使用壽命墊片應(yīng)力不均勻性的影響010203減少墊片應(yīng)力不均勻性的措施0302提高法蘭連接面的加工精度和平整度01選用高質(zhì)量的墊片材料，確保其均質(zhì)性和穩(wěn)定性采用均布螺栓預(yù)緊力，確保每個(gè)螺栓的預(yù)緊力相同15附錄G(資料性附錄)米制螺栓尺寸直徑